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Experimental and theoretical survey of diverse far-red O2-evolving photosynthesis

Experimental and theoretical survey of diverse far-red O2-evolving photosynthesis
多种远红产氧光合作用的实验与理论研究
批准号：
20K06684
负责人：
伊藤 繁
金额：
$2.75万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06684/
关键词：
光合成クロロフィル励起エネルギー移動励起子理論モデル遠赤外光合成蛍光寿命光合成細菌シアノバクテリア近赤外光光化学系Ⅰ反応中心光エネルギー利用励起エネルギー移動理論進化理論モデル環境適応タンパク質構造決定

项目摘要

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植物とシアノバクテリアの営む酸素発生型光合成は、クロロフィルa (Chl a)色素の吸収する400-700nmの可視光を使うが、光合成細菌の非酸素発生型光合成ではバクテリオクロロフィル（BChl）が吸収する380-900nmの可視-近赤外(FR)光を使う。可視光よりエネルギーの低い700-800nmの近赤外光でも酸素発生光合成（FR－O2型光合成）が行われる事を我々は報告した (‘98年)。近年、さらに多くの「FR－O2型光合成」をするシアノバクテリアや藻類が　見出され、研究が進展した。本研究では、Chl aの代わりに、740nm光を利用できるChl dで「FR－O2型光合成」をするシアノバクテリア種アカリオクロリスの光化学系I (PSI)の構造を、解明し論文発表した(2021)。この反応中心は’98年に我々が初精製し、反応中心Chl d-2量体をP740と命名した。構造情報を使い、理論解析をした。別種のChl fを使いFR－O2型光合成をする反応中心でも理論検討を進めた。Chlf型10種 、Chl d型アカリオ属7株、red-Chl a型南極コケ１種の光反応を実測した。シアノバクテリアPSI (96Chl aをもつ)と似た構造でBChl-gをもつヘリオバクテリアのI型反応中心の理論解析を行った。超高速励起エネルギー移動過程を計算機内で再現した。クロロフィルを置き換える仮想実験系を作り、in silicoでの進化実験を行った。これは人工光合成系開発にも利用できる。さらにBChla30と4Chlaを持ち長波長800-840nm光を利用する緑色硫黄細菌の反応中心（GsbRCお）の理論モデルを作成した。この系はFR型反応中心の祖先型に近い。励起エネルギー移動、エネルギー分布変化をしらべた。
期刊论文(27)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
緑色硫黄細菌 I 型反応中心の励起状態の理論計算と主要 BChl-a 除去実験
绿硫细菌I型反应中心激发态的理论计算及主要BChl-a去除实验
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [伊藤繁, 木村明洋, 鬼頭宏任, 浅井智広, 大岡宏造]
通讯作者： 大岡宏造
Direct Energy Transfer from Allophycocyanin-Free Rod-Type CpcL-Phycobilisome to Photosystem I
DOI： 10.1021/acs.jpclett.1c01763
发表时间： 2021-07-14
期刊： JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY LETTERS
影响因子： 5.7
作者： [Noji, Tomoyasu, Watanabe, Mai, Ikeuchi, Masahiko]
通讯作者： Ikeuchi, Masahiko
ヘリオバクテリアI型反応中心と光化学系Iにおける光捕集機能の解析と比較
日杆菌I型反应中心与光系统I的光捕获功能分析比较
DOI： --
发表时间： 2020
期刊：
影响因子： --
作者： [木村明洋, 鬼頭宏任, 重田育照, 伊藤繁]
通讯作者： 伊藤繁
異なる色素種をもつ多様な光化学系I型反応中心上での励起エネルギー移動機構の理論的研究
不同色素种类的I型光系统反应中心激发能量传递机制的理论研究
DOI： --
发表时间： 2022
期刊：
影响因子： --
作者： [中村有花, 下岡渉, 鬼頭宏任, 伊藤繁, 木村明洋]
通讯作者： 木村明洋
共 23 条
    新型光合成の酸素発生系
    • 批准号：
      12874109
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Exploratory Research
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2000
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Nagoya University
    光合成におけるMg,Fe,Znの役割
    • 批准号：
      11116228
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
    • 资助金额：
      $0.96万
    • 财政年份：
      1999
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Okazaki National Research Institutes
    生体光合成の単電子移動過程
    • 批准号：
      10127224
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
    • 资助金额：
      $0.96万
    • 财政年份：
      1998
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Okazaki National Research Institutes
    光合成におけるMg.Fe,Znの役割
    • 批准号：
      10129232
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
    • 资助金额：
      $1.22万
    • 财政年份：
      1998
    • 负责人：
      伊藤 繁
    • 依托单位：
      Okazaki National Research Institutes
    海外基金